Chemische reactiviteit en biomoleculen

Chemical Reactivity and Biomolecules

Studiewijzer 2017/2018

Globale inhoud

Algemene inleiding en de relevante eigenschappen van water (zuur/base eigenschappen, covalent en niet-covalente bindingen). Alkanen, alkenen en alkynen, polariteit van organische moleculen, nucleofielen, elektrofielen, conjugatie, evenwichten, stereochemie, conformaties, structuur-functie en algemene eigenschappen aminozuren/eiwitten: van primaire naar tertiaire structuur, active site, Michaelis-Menten kinetiek, remmingstypen, allosterie. Structuurfunctie en algemene eigenschappen lipiden/membranen. Mechanismen van enzyme-katalyse. Metabolisme, ademhaling en fotosythese: alleen de grote lijnen, intro in thermo (Gibbs), netwerken, energieconservering, redox- en energiebalans, van redox naar gradient naar ATP, overeenkomsten ademhaling en fotosynthese. Informatie-flow en eiwit synthese: DNA structuur en functie, transcriptie, translatie, repair, de types RNA, eiwitsynthese. Recombinant DNA technologie: enkele voorbeelden van strategieen en methodes.

Studiemateriaal

Literatuur

• Organische Chemie: Clayden, Greeves & Warren, ‘Organic Chemistry’, 2nd edition, Oxford University Press. Biochemie: Stryer et al, ‘Biochemistry’ 8th edition (uitgeverij Freeman).

Leerdoelen

Onderdeel Organische Chemie:

De student:

1. kan de verschillende typen covalente (polair/apolair) en niet-covalente bindingen (H-brug, vd Waals, polair, ionisch) in/tussen organische moleculen benoemen en rangschikken op sterkte in verschillende oplosmiddelen.
2. herkent de ruimtelijke structuur van een organisch molecuul en kan deze benoemen (stereochemie/conformaties).
3. herkent de verschillende functionele groepen, kan deze benoemen en begrijpt hun fysische eigenschappen.
4. kan een nucleofiel en elektrofiel onderscheiden en toepassen in reactiemechanismen.
5. herkent sterische effecten en de invloed hiervan op de uitkomst van reacties cq de ruimtelijke vorm van moleculen.
6. Kan elektronische effecten (inductief/conjugatie) onderscheiden en de invloed hiervan op de uitkomst van reacties toepassen.
7. kan reactiemechanismen van heterolytische en homolytische reacties tekenen volgens het “curly arrow” principe.
8. herkent conjugatie en/of aromaticiteit en kan eigenschappen van moleculen die hiervan het gevolg zijn verklaren.
9. herkent basische en zure moleculen en kan deze in volgorde van sterkte rangschikken in water.
10. kan de kinetiek (snelheidsvergelijkingen, evenwichten) en thermodynamica (vrije energie, enthalpie en entropie) van eenvoudige organische en biochemische reacties (al dan niet katalytisch) beschrijven.
11. kan de verschillen tussen de begrippen intermediair en overgangstoestand definiëren.
12. Begrijpt de invloed van oplosmiddelen op het verloop van reacties.

Kan de punten 1 t/m 12 onderscheiden en in diverse combinaties toepassen in eenvoudige organische en biochemische reacties.

Onderdeel Biochemie:

De student:

1. Kan de vier soorten macromoleculen opnoemen en beschrijven waar ze uit zijn opgebouwd.
2. Kan de structuur van een membraan/lipide bilaag beschrijven.
3. Kan de structuur, aard en functie van een suiker (koolhydraat) beschrijven
4. Begrijpt de verschillende vormen van transport door een membraan.
5. Herkent de aard (hydrofoob/hydrofiel/geladen) van een aminozuur en kan aminozuren plaatsen in een eiwit.
6. Kan de peptidebinding tekenen.
7. Kan de vier niveaus van eiwitstructuur herkennen en secundaire structuurelementen beschrijven. 
8. Kan beschrijven welke soorten cofactoren voorkomen.
9. Kan verschillende co-enzymen herkennen en beschrijven bij welke reactie ze betrokken zijn.
10. Kan aan de hand van de Michaelis-Menten vergelijking de activiteit van een enzym beschrijven, verschillende enzymen vergelijken en soorten remming herkennen.
11. Kan de werking van allostere regulatie beschrijven.
12. Kan de structuur van nucleïnezuren herkennen en beschrijven.
13. Kan het proces van DNA replicatie beschrijven, met de bijbehorende enzymen en hun werking. 
14. Kan het proces van transcriptie beschrijven, met de bijbehorende enzymen en hun werking. 
15. Kan de verschillende stappen in de polymerase chain reaction uitleggen. 
16. Kan de werking van restrictie enzymen uitleggen. 

17.    Kan het proces van eiwitsynthese globaal uitleggen.

Onderwijsvormen

• Hoorcollege
• Werkcollege
• (Computer)practicum

Hoor- en werkcollege, geïntegreerde practica.

Onderdeel Organische Chemie: Begrip van de materie krijg je pas door na de hoorcolleges thuis en in de werkcolleges zelf met de stof bezig te zijn! Denk na het college na over wat je moeilijk vond, niet begreep of juist interessant vond. Met deze items ga je dan naar huis met de opdracht deze zaken gedegen zelf uit te zoeken! Daarnaast worden er op de hoorcolleges thuisopgaven uitgedeeld. Deze worden door de werkcollegedocent ingenomen en beoordeeld. Elk werkcollege begint met een korte uitwerking van de huiswerkopgaven.

Onderdeel Biochemie: Tijdens de hoorcolleges krijg je een overzicht van de stof en van wat belangrijk is om te onthouden. Tijdens de werkcolleges worden vragen behandeld die je in staat stellen de stof beter te begrijpen en wordt nogmaals benadrukt welke onderdelen belangrijk zijn. Tijdens de werkcolleges krijg je huiswerk, dat tijdens het volgende werkcollege behandeld zal worden.

Waarom dit nogal schoolse systeem? Onomstotelijk is bewezen (en dat zegt een wetenschapper niet gauw!) dat je tijdens hoorcolleges slechts weinig leert. Graag willen we jullie dan ook helpen door te zorgen dat je thuis de essentiële aandacht aan het college besteedt. Het eindtentamen zal dan een peulenschil zijn. Maar het gaat niet slechts om cijfers. Meer nog willen we jullie opleiden tot zelfstandige, nieuwsgierige en kritische academici en dat word je slechts door intensief met de materie bezig te zijn.

Verdeling leeractiviteiten

Academische vaardigheden

CR&B is gekoppeld aan het tutoraat. Aan de hand van de collegestof van CR&B wordt er deze periode in het tutoraat gewerkt aan het schrijven van een literatuurverslag. Om een goed literatuurverslag te kunnen schrijven heb je allerlei tools nodig die stuk voor stuk aan bod gaan komen. Het eindcijfer van CR&B wordt alleen vrijgegeven indien de eindopdrachten (of vervangende opdrachten) van het tutoraat in de 2e periode met een voldoende zijn afgesloten.

Aanwezigheid

Aanwezigheidseisen opleiding (OER-B):

• Van elke student wordt actieve deelname verwacht aan het onderdeel waarvoor hij staat ingeschreven.
• Als een student door overmacht niet aanwezig kan zijn bij een verplicht onderdeel van het onderdeel, dient hij dit zo snel mogelijk schriftelijk te melden bij de betreffende docent. De docent kan, eventueel na overleg met de studieadviseur, besluiten om de student een vervangende opdracht op te leggen.
• Het is niet toegestaan om verplichte onderdelen van een onderdeel te missen als er geen sprake is van overmacht.
• Bij kwalitatief of kwantitatief onvoldoende deelname, kan de examinator de student uitsluiten van verdere deelname aan het onderdeel of een gedeelte daarvan. Voorwaarden voor voldoende deelname worden van te voren vastgelegd in de studiewijzer en/of op BlackBoard.

Aanvullende eisen voor dit vak:

De student is verplicht om 80% van de werkcolleges bij te wonen. Wanneer er niet aan deze verplichting voldaan wordt, wordt er geen eindcijfer geregistreerd. Ouderejaars studenten hoeven niet aan deze aanwezigheidsregel te voldoen.

Toetsing

Voldoende participatie (75% ingeleverd) aan de huiswerkopdrachten levert 0,5 punt extra op van het theoretische gedeelte van het college CR&B. Halverwege de periode wordt een tussentoets afgenomen die 40% meetelt in de eindbeoordeling van het theoretische gedeelte. Het college eindigt met een eindtoets over de gehele stof die 50% meetelt in het eindcijfer van de theorie. Voor deelname aan de eindtoets is het verplicht dat je ook aan de tussentoets hebt deelgenomen. Het tutoraat wordt beoordeeld met een eindcijfer, een onvoldoende betekent dat het eindcijfer voor het vak CR&B niet wordt uitgekeerd. Herkansing van de tutoraat onderdelen is dan noodzakelijk. Het literatuurverslag wat binnen het tutoraat wordt gemaakt en beoordeeld telt 10% mee in de eindbeoordeling. De 0,5 bonuspunten voor het huiswerk vervallen na het hertentamen.

Inzage toetsing

Om een inzagemoment aan te vragen, kun je contact opnemen met de coördinator.

Opdrachten

Onderstaande opdrachten komen aan bod in deze cursus:

•    Naam opdracht 1 : beschrijving 2
•    Naam opdracht 2 : beschrijving 1
•    ....

Fraude en plagiaat

Dit vak hanteert de algemene 'Fraude- en plagiaatregeling' van de UvA. Hier wordt nauwkeurig op gecontroleerd. Bij verdenking van fraude of plagiaat wordt de examencommissie van de opleiding ingeschakeld. Zie de Fraude- en plagiaatregeling van de UvA: www.uva.nl/plagiaat

Weekplanning

Rooster

Het rooster van dit vak is in te zien op DataNose.

Contactinformatie

Coördinator

• prof. dr. J.H. van Maarseveen